电机与电力拖动控制系统张红莲4异步电动机.ppt

矩形波磁动势可能分解为基波和一系列高次谐波: 基波磁动势为: 基波磁动势最大值为: 整距绕组基波磁动势在空间按余弦分布，幅值位于绕组轴线，空间每一点的磁动势大小按正弦规律变化——仍然为脉动磁动势。 二、单相脉动磁动势 1、整距分布绕组的磁动势 每个绕组由q 个线圈串联构成，依次在定子圆周空间错开槽距角α,绕组的基波磁动势为q个线圈基波磁动势的空间矢量和： 2、一组双层短距分布绕组的基波磁动势 双层短距分布绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动势的相量和，用短距系数计及绕组短距的影响： 3、相绕组的磁动势 每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有np对磁极，就有np条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若每相电流为Ip: 单相绕组的基波磁动势是在空间按余弦规律分布，幅值大小随时间按正弦规律变化的脉动磁动势。 三、单相脉动磁动势的分解 即一个脉动磁动势可以分解成两个幅值大小相等的磁动势。 先分析 取幅值点分析 综上分析 （3）移动速度 旋转速度 小结 (1)单相绕组的基波磁动势为脉动,它可以分解为大小相等、转速相同而转向相反的两个旋转磁场。 (2)反之,满足上述性质的两个旋转磁动势的合成即为脉动磁动势。 （3）由于正方向或反方向的旋转磁动势在旋转过程中，大小不变，两矢量顶点的轨迹为一圆形，所以这两个磁动势为圆形旋转磁动势。 4.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势 三相的合成磁动势： 取U相绕组轴线位置作为空间坐标原点、以相序的方向作为x的参考方向、U相电流为零时作为时间起点，则三相基波磁动势为： 可见：三相合成磁动势也是一个圆形旋转磁动势。 交流电机三相对称绕组, 通入三相对称电流，磁动势是三相的合成磁动势。 用图解法分析——不同时刻三相合成磁动势 合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电流的相。 ωt=0°、ωt=120°、ωt=240°、ωt=360° 为了分析旋转磁动势的旋转方向，设三相对称电流按余弦规律变化，A相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，电流波形和各时刻旋转磁动势的位置如图所示： 产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相或多相对称绕组；二是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。 三相对称绕组通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势，它有以下主要性质 (1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/2倍。 (2)转向由电流相序决定,从载有超前电流相转到载有滞后电流相. (3)转速决定于电流的频率和电机的磁极对数 (4)当某相电流达最大值时,旋转磁动势的波幅位置刚好转到该相绕组的轴线位置上 4.5.1 空载运行时的电磁关系 4.5 三相异步电动机的空载运行 一、主、漏磁通的分布 为了便于分析，根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主磁通和漏磁通。 主磁通同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心。主磁通起传递能量的作用。 除了主磁通以外的磁通称为漏磁通，它包括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗压降作用。 二、空载电流和空载磁动势 异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。 三、电磁关系 可见，异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似。 二、电压平衡方程与等效电路 与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律，可列出空载时定子每相电压方程式： 同样也有： 根据上两式，可以作出空载时等效电路。 4.5.2 空载运行时的电压平衡方程 一、感应电动势 与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势 尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似，但它们之间还是有差别的： 1）主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场. 4）由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大. 5)异步电动机通常采用短距和分布绕组,计算时需考虑绕组系数,变压器则为整距集中绕组,可认为绕组系数为1. 2)异步电动机空载 变压器 4.6 三相异步电动机的负载运行 对于异步电动机，无论是绕线式还是鼠笼式，其转子绕组都是一个对称的多相系统，而任何电机的定子和转子极数必须相等，这样才能产生恒定的平均电磁转矩。因此在异步电动机的转子绕组中的电流也是一个对称的多相电流，由此产生的转子合成磁动势Fr也必然是一个旋转磁动势，若不计谐波磁动势，则转子磁动势的幅值为 1. 转子磁动势的分析 由于转子电流的频率为f2=sf1，定转子绕组的极对数相同，按照定子磁动